Question

7．納米材料二氧化鈦（TiO₂）可做優(yōu)良的催化劑．
I．工業(yè)上氧化鈦的制備方法：
①將干燥后的金紅石（主要成分為TiO₂，主要雜質(zhì)SiO₂）與碳粉混合裝入清華路中，在高溫下通入Cl₂反應(yīng)，制得混有SiCl₄雜質(zhì)的TiCl₄
②將SiCl₄分離，得到純凈的TiCl₄．
③在TiCl₄中加水、加熱，水解得到沉淀TiO₂•xH₂O．
④TiO₂•xH₂O高溫分解得到TiO₂．
（1）根據(jù)資料卡片中信息判斷，分離TiCl₄與SiCl₄的混合物所采取的操作名稱是蒸餾．
（2）③中反應(yīng)的化學(xué)方程式是TiCl₄+（x+2）H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO₂•xH₂O↓+4HCl．
Ⅱ．據(jù)報(bào)道：能“吃廢氣”的“生態(tài)馬路”是在鋪設(shè)時(shí)加入一定量的TiO₂，TiO₂受太陽(yáng)光照射后，產(chǎn)生的電子被空氣或水中的氧獲得，生成H₂O₂．其過(guò)程大致如下：
a．O₂→2O    b．O+H₂O→2OH    c．OH+OH→H₂O₂
（3）b中破壞的是極性共價(jià)鍵（填“極性共價(jià)鍵”或“非極性共價(jià)鍵”）
（4）H₂O₂能清除路面空氣中的C_xH_y、CO等，主要是利用了H₂O₂的氧化性 （填“氧化性”或“還原性”）．
Ⅲ．某研究小組用下列裝置模擬“生態(tài)馬路”清除CO的原理．（夾持裝置已略去）

（5）如緩慢通入22.4L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO氣體，結(jié)果NaOH溶液增重16.5g，則CO的轉(zhuǎn)化率為37.5%．
（6）當(dāng)CO氣體全部通入后，還要通一會(huì)兒空氣，其目的是將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，被NaOH溶液吸收，減小誤差．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點(diǎn)、沸點(diǎn)判斷TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)，分離沸點(diǎn)相差較大的互溶液體常采取蒸餾方法；
（2）由信息可知TiCl₄與水在加熱條件下，水解得到沉淀TiO₂•xH₂O與HCl；
（3）由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂．非金屬元素之間一般形成極性鍵；
（4）C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強(qiáng)氧化性；
（5）NaOH溶液增重16.5g為吸收的CO₂質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知，轉(zhuǎn)化率的CO的物質(zhì)的量等于CO₂的物質(zhì)的量為$\frac{16.5g}{44g/mol}$=0.375mol，依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到；
（6）裝置中有殘留的二氧化碳?xì)怏w，通一會(huì)空氣的目的是趕凈裝置中 的二氧化碳被氫氧化鈉吸收，減少測(cè)定誤差．

解答 解：（1）根據(jù)資料卡片中的TiCl₄與SiCl₄熔點(diǎn)、沸點(diǎn)可知，TiCl₄與SiCl₄在常溫下的狀態(tài)是液態(tài)，分離沸點(diǎn)相差較大的互溶液體常采取蒸餾方法，
故答案為：蒸餾；
（2）由信息可知TiCl₄與水在加熱條件下，水解得到沉淀TiO₂•xH₂O與HCl，反應(yīng)方程式為：TiCl₄+（x+2）H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO₂•xH₂O↓+4HCl，
故答案為：TiCl₄+（x+2）H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO₂•xH₂O↓+4HCl；
（3）由2O+H₂O→2OH，可知水中O-H鍵斷裂，O-H鍵屬于極性共價(jià)鍵，故答案為：極性共價(jià)鍵；
（4）C_xH_y、CO等具有還原性，H₂O₂具有強(qiáng)氧化性，H₂O₂能氧化C_xH_y、CO等，清除路面空氣中的C_xH_y、CO等，故答案為：氧化性；
（5）22.4L（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）CO氣體的物質(zhì)的量為 $\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，NaOH溶液增重16.5g為吸收的CO₂質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知，轉(zhuǎn)化率的CO的物質(zhì)的量等于CO₂的物質(zhì)的量為$\frac{16.5g}{44g/mol}$=0.375mol，所以CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.375mol}{1mol}$×100%=37.5%，故答案為：37.5%；
（6）裝置中有殘留的CO₂氣體，通一會(huì)兒空氣，將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，被NaOH溶液吸收，減小誤差，
故答案為：將殘留在裝置中的CO₂氣體排出，被NaOH溶液吸收，減小誤差．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理裝置的理解等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識(shí)解決問(wèn)題的能力．